[論文レビュー] Chemical abundances for the transiting planet host stars OGLE-TR-10, 56, 111, 113, 132 and TrES-1. Abundances in different galactic populations

N. C. Santos, A. Ecuvillon+7 more|ArXiv.org|Jun 30, 2006

Stellar, planetary, and galactic studies参考文献 42被引用数 25

ひとこと要約

本研究では、UVES/VLTデータを用いて、6つのトランジット惑星系の主星（OGLE-TR-10, 56, 111, 113, 132, およびTrES-1）における16元素の高分解能分光的元素比濃度測定を実施した。高金属性かつ近軌道のガス惑星を有するこれらの星においても、太陽系近傍の銀河ディスク星と比較して[X/Fe]比に顕著な差は認められず、凝固温度依存の傾向に基づく惑星物質の差別的降着の証拠も得られなかった。

ABSTRACT

We used the UVES spectrograph (VLT-UT2 telescope) to obtain high-resolution spectra of 6 stars hosting transiting planets, namely for OGLE-TR-10, 56, 111, 113, 132 and TrES-1. The spectra are now used to derive and discuss the chemical abundances for C, O, Na, Mg, Al, Si, S, Ca, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Co, Ni, Cu and Zn. Abundances were derived in LTE, using 1-D plane-parallel Kurucz model atmospheres. For S, Zn and Cu we used a spectral synthesis procedure, while for the remaining cases the abundances were derived from measurements of line-equivalent widths. The resulting abundances are compared with those found for stars in the solar neighborhood. Distances and galactic coordinates are estimated for the stars. We conclude that besides being particularly metal-rich, with small possible exceptions OGLE-TR-10, 56, 111, 113, 132 and TrES-1 are chemically undistinguishable from the field (thin disk) stars regarding their [X/Fe] abundances. This is particularly relevant for the most distant of the targets, located at up to ~2 Kpc from the Sun. We also did not find any correlation between the abundances and the condensation temperature of the elements, an evidence that strong accretion of planetary-like material, tentatively connected to planetary migration, did not occur.

研究の動機と目的

• 6つのトランジット惑星系の主星における炭素（C）、酸素（O）、ナトリウム（Na）、マグネシウム（Mg）、アルミニウム（Al）、ケイ酸（Si）、硫黄（S）、カルシウム（Ca）、スカンジウム（Sc）、チタン（Ti）、バナジウム（V）、クロム（Cr）、マンガン（Mn）、コバルト（Co）、ニッケル（Ni）、銅（Cu）、亜鉛（Zn）といった主要元素の正確な化学組成を決定すること。
• これらの星の高金属性が、一部の惑星形成モデルが示唆するように、惑星物質の降着によるものであるかどうかを調査すること。
• 距離と銀河座標の推定を通じて、これらの星の銀河的分布および運動的性質を評価すること。
• これらの星の[X/Fe]元素比濃度パターンを太陽系近傍のフィールド星と比較し、化学的類似性を評価すること。
• 元素比濃度と凝固温度の相関関係を検証し、惑星物質の降着の痕跡を特定すること。

提案手法

• VLT-UT2 Kueyen望遠鏡に搭載されたUVES分光計を用いて、高分解能（R ~ 40,000）かつ高信号対雑音比（S/N > 100）のスペクトルを取得した。
• スペクトル線の解析から星の大気パラメータ（Teff, log g, ミクロ乱流）を導出し、これに基づいて元素比濃度を計算した。
• 大多数の元素の比濃度は、星のスペクトル中の孤立した、重ね合わされていない線の等価幅測定から導出した。
• S, Zn, Cu については、線の重ね合わせや弱い線強度のため、スペクトル合成法を用いた。
• 1次元平面平行Kuruczモデル大気を用いて、局所熱的平衡（LTE）条件下で比濃度を計算した。
• 観測された等級、星間減光補正、星の有効温度を用いて、銀河的距離と座標を推定した。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 トランジット惑星系の主星 OGLE-TR-10, 56, 111, 113, 132, およびTrES-1 は、太陽系近傍のフィールド星と比較して、[X/Fe]比濃度比において化学的に特異であるか？
• RQ2 異なる凝固温度を示す元素の比濃度に、惑星物質の降着を示す系統的傾向が見られるか？
• RQ3 これらの星の銀河的距離と位置は何か？また、太陽系近傍の分布と比較するとどうか？
• RQ4 これらの星の高金属性は、惑星系物質からの汚染によるものか、それとも原始的起源であるか？
• RQ5 これらの星の比濃度パターンは、金属性の高い星が巨大惑星を有する傾向があるという仮説を支持するか、反証するか？

主な発見

• 6つの惑星系主星はいずれも金属性が高く、[Fe/H]値はTrES-1の+0.06からOGLE-TR-132の+0.37の範囲に分布しており、以前の報告と整合的である。
• 惑星系主星と太陽系近傍のディスク星との間で、[X/Fe]比濃度比に顕著な差は認められず、銀河中心からの距離が異なっても化学的に類似していることが示された。
• OGLE-TR-10およびOGLE-TR-56は太陽円の1 kpc以上内側に位置しているが、OGLE-TR-111, 113, およびTrES-1は太陽に近い銀河中心半径に位置している。
• OGLE-TR-113のTcond勾配は-33 dex/100,000 Kと異常に急勾配であるが、これは1つの曖昧な炭素線に起因すると考えられ、炭素を除くと勾配は-5 dex/100,000 Kに低下し、依然として通常範囲内にある。
• サンプル全体にわたり、元素比濃度と凝固温度との間に明確な相関は検出されず、惑星物質の差別的降着に強い証拠はないことが示された。
• X/Fe vs. Tcondの傾向が認められないことは、これらの星の高金属性が、最近の金属性が高く揮発性が少ない惑星物質の降着によるものではないという考えを支持する。